Transformer Turn Ratio Test
Transformer Turn Ratio Test (TTR) ialah metode pengukuran perbandingan belitan primer (Vp) dengan belitan sekunder (Vs) pada transformator. Metode pengukuran ini ialah untuk mengetahui kondisi belitan primer atau sekunder dari ketiga phasenya (R,S,T) apakah masih imbang atau bahkan sudah short, karena hal ini ada kaitanya dengan tegangan keluaran pada transformator.
Sebelum melakukan pengukuran ini ada berbagai langkah yang musti harus di pahami, antara lain :
1. Vektor Group
2. Rumus Perhitungan TTR 1. VEKTOR GROUP
Pada name plate transformator, sering kita melihat kombinasi vektor diagram seperti Dyn-5, YNd-5 dan lain sebagainya. Vektor group ada kaitanya dengan pergeseran phasa antra sisi HV dengan LV. Gambar berikut adalah contoh dari vektor group Dyn-5.
Gambar 1. Vektor Group Dyn-5 (Standard IEC)
Gambar diatas apabila dijabarkan : Dyn-5
Huruf D (Delta) menunjukan belitan primer dan transformator berkoneksi Delta
Huruf yn (Wye) menunjukan belitan sekunder dan trafo berkoneksi Wye dengan titik bintang (N) yang di keluarkan atau bisa di sebut dengan 3phasa 4 kawat
Angka 5 menunjukan phase pertama atau phase (r) pada belitan sekunder berada pada arah pukul 5 atau terjadi pergeseran sudut sebesar 120 deq antara phase pertama belitan primer (R) dengan phase kedua belitan sekunder (r)
"Huruf besar identik dengan belitan primer, huruf kecil identik dengan belitan sekunder dan angka terakhir identik dengan penunjukan arah jarum jam"
Gambar 2. Koneksi transformator dengan vektor group Dyn-5
2. Rumus Perhitungan TTR Berdasarkan Vektor Group
Tabel 1. Rumus TTR berdasarkan Vektor Group
Pengukuran TTR dengan data tegangan primer dan sekunder pada transformator sebagai berikut :
Tabel 2. Data tegangan primer dan sekunder pada trafo
Data diatas menunjukan trafo dengan jumlah 5 taping tegangan primer +2 x 5% & -2 x 5% dan tegangan sekunder 400 V / 230 V
Hasil prhitungan TTR dengan menggunakan rumus Dyn (Kolom paling atas pada Tabel 1)
Taping 1 (22.000 V / 400 V)
A = Vp ÷ (Vs÷ ) A = 22.000 ÷ (400 ÷ ) A = 95,262
Taping 2 (21.000 V / 400 V)
A = Vp ÷ (Vs÷√3) A = 21.000 ÷ (400 ÷ √3 ) A = 90,932
Taping 3 (20.000 V / 400 V)
A = Vp ÷ (Vs÷√3) A = 20.000 ÷ (400 ÷ √3 ) A = 86,602
Taping 4 (19. 000 V / 400 V)
A = Vp ÷ (Vs÷√3) A = 19.000 ÷ (400 ÷ √3 ) A = 82,272
Taping 5 (18.000 V / 400 V)
A = Vp ÷ (Vs÷√3) A = 18.000 ÷ (400 ÷ √3 ) A = 77,942
Dimana :
A : Angka tranformasi
Vp : Tegangan primer (Tegangan taping) Vs : Tegangan sekunder
√3 : Rumus 3 phase
Selanjutnya hasil pengukuran trafo dengan menggunakan TTR dibandingkan dengan hasil perhitungan toleransi, tabel dibawah menunjukan dua hasil pengukuran trafo.
Rumus :
Batas Maksimal : A x 1,005
Batas Minimal : A x 0,995
Tabel 3. Hasil Pengukuran TTR & Trafo Dalam Kondisi Baik
Tabel 4. Hasil Pengukuran TTR & Trafo Dalam Kondisi Rusak
Maksud dari tabel no 3 dan 4 ialah, Nilai hasil pengukuran real dengan menggunakan alat ukur TTR yaitu ke tiga phase R,S dan T. Dalam kondisi baik harusnya hasil pengukuran tidak boleh melebihi angka batas maksimal dan tidak boleh kurang dari angka batas minimal (Standar Toleransi ) dan sebaliknya.
Apabila hasil TTR dalam kondisi tidak baik maka dapat dipastikan kondisi trafo short coil selain itu indikator lainnya ialah parameter Exiting Current pada saat dilakukan pengukuran
dengan menggunakan TTR menunjukan angka yang besar, selain itu apabila diukur dengan menggunakan TTR manual maka yang terjadi, kayuhan pada generator terasa berat.
Insulation Resistance Test
Insulation resistance test bertujuan untuk mengetahui besar tahanan isolasi antara belitan dengan ground atau antara dua belitan. Pengujian tersebut menggunakan megger (Mega ohm meter). Metode yang umum dilakukan adalah dengan memberikan tegangan dc dan merepresentasikan kondisi isolasi dengan satuan Mega ohm. Tahanan isolasi yang diukur merupakan fungsi dari arus bocor yang menembus melewati isolasi atau melalui jalur bocor pada permukaan eksternal. Pengujian tahanan isolasi ini dapat dipengaruhi suhu, kelembaban, dan jalur bocor pada permukaan eksternal seperti kotoran pada bushing atau isolator. Megaohm meter biasanya memiliki kapasitas pengujian 500, 1000, 2500, atau 5000 V DC.
Kelanjutan dari insulation resistance test ini yaitu pengujian indeks polarisasi.
Tujuannya adalah untuk memastikan peralatan tersebut layak dioperasikan atau bahkan untuk dilakukan overvoltage test. Indeks polarisasi merupakan rasio tahanan isolasi saat menit ke sepuluh dengan menit pertama dengan tegangan yang konstan.
Arus total yang muncul saat memberikan tegangan dc steady state terdiri dari:
1. Charging current karena sifat kapasitansi dari isolasi yang diukur. Arus ini turun dari nilai maksimum ke nol sangat cepat.
2. ion current karena molecular charge shifting pada isolasi. Arus transien ini menghilang sampai nol lebih lambat.
3. Leakage current merupakan arus konduksi nyata pada isolasi. Leakage current bervariasi tergantung tegangan uji. Juga termasuk arus bocor dikarenakan kebocoran pada permukaan akibat kontaminasi.
Leakage current meningkat lebih cepat dengan kehadiran kelembaban dibanding absorPT.ion current, pembacaan megaohm tidak akan meningkat seiring waktu layaknya antara kecepatan pada isolasi buruk dengan cepatnya isolasi yang bagus. Hal ini berdampak pada rendahnya indeks polarisasi.
Keuntungan dari indeks ratio adalah dengan banyaknya hal yang dapat mempengaruhi pembacaaan megaohm seperti suhu dan humidity baik pada
satu menit maupun sepuluh menit. Indeks polarisasi merupakan perbandingan antara nilai tahanan isolasi pada menit ke sepuluh dengan menit pertama.
Pengkategorian kondisi isolasi berdasarkan hasil pengujian tahanan isolasi dilihat dari nilai tahanan isolasinya itu sendiri dan indeks polarisasi
Nilai tahanan isolasi minimum mengacu ke rumus berikut :
Keterangan :
R = tahanan isolasi (MΩ)
C = koefisien, nilainya 1,5 untuk oil filled transformer pada suhu 20°C, 30,0 untuk untanked oil-impregnated transformers
E = Rating tegangan (V) antar fasa pada koneksi delta, fasa netral pada koneksi star
kVA = Rating kapasitas belitan yang diuji.
Kondisi isolasi berdasarkan index polarisasi dapat dilihat pada tabel 1.1 berikut.
Tabel 1.1 Evaluasi dan Rekomendasi Metoda Indeks Polarisasi pada Pengujian Tahanan Isolasi
No Hasil Uji Keterangan Rekomendasi
1 < 1 Berbahaya Investigasi
2 1 – 1,1 Jelek Investigasi
3 1,1 – 1,25 Dipertanyakan Uji kadar ais minyak, uji tan delta
4 1.25 – 2 Baik –
5 >2 Sangat baik –
Prosedur insulation resistance test dan polarization index adalah sebagai berikut:
Insulation resistance test dilakukan pada suhu yang dicapai dalam kondisi dari routine test.
Insulation resistance test harus dilakukan dengan menggunakan tegangan searah yang besarnya sesuai dengan nilai pengukuran tahanan isolasi pada trafo yang akan diuji.
Pengukuran dilakukan dengan mengukur tahanan antara kumparan sisi HV dengan kumparan sisi LV, kumparan sisi HV dengan ground, dan kumparan sisi LV dengan ground.
Nilai dari pengujian harus sesuai dengan spesifikasi dari transformator.
Untuk insulation resistance test, pengujian dilakukan selama satu menit.
Untuk pengujian polarization index, pengujian dilakukan selama sepuluh menit.
Gambar skema rangkaian seperti berikut:
Induced Potential Test
Pada standar IEC 60076 – 3: 2000‐03, pengujian ini disebut denganInduced AC voltage test atau lebih dikenal dengan Induced Voltage Withstand Test. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan isolasi pada masing – masing belitan per fase, yaitu pada bagian layer dari tiap – tiap belitan, kekuatan isolasi antara kumparan tegangan tinggi dan tegangan rendah, serta kekuatan isolasi antar fase.
Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan suplai dua kali tegangan nominal pada salah satu sisi transformator dan sisi lainnya dibiarkan terbuka. Untuk mengatasi kejenuhan pada inti besi (core) maka frekuensi yang digunakan harus dinaikkan sesuai dengan kebutuhan, lama pengujian bergantung pada besarnya frekuensi pengujian yang berdasarkan rumus
Prosedur induced potential test adalah sebagai berikut:
Induced potential test dilakukan pada suhu yang dicapai dalam kondisi dari routine test.
Induced potential test diberi pasokan tegangan ke terminal setiap fase sisi Low Voltage belitan transforma
Bentuk tegangan harus sedekat mungkin sinusoidal, dengan frekuensi 350 Hz untuk menghindari arus magnetisasi berlebih selama pengujia
Lamanya pengujian harus:
Untuk frekuensi trafo 60 Hz, lama pengujiannya 21 detik
Untuk frekuensi trafo 50 Hz, lama pengujiannya 18 detik.
Besarnya nilai tegangan uji harus dua kali dari tegangan nominalnya, tetapi tegangan uji fase ke fase dari setiap belitan tiga fase tidak boleh melebihi penahan tegangan pengenal menurut tabel, kolom 3, IEC Publication 60076-3.
Gambar skema rangkaian seperti berikut
Applied Potential Test
Pada standar IEC 60076-3: 2000-03, pengujian ini disebut dengan separate source ac withstand voltage atau lebih dikenal dengan applied voltage withstand test. Tujuan utama dari pengujian ini
yaitu untuk menguji kekuatan isolasi antara sisi high voltage terhadap low voltage dan ground, dan sisi low voltage terhadap high voltage dan ground. Pengujian dilakukan dengan memberi tegangan bolak-balik satu fase yang besarnya sesuai dengan karakteristik Ligthning Impuls (LI) trafo itu sendiri selama 60 detik.
Tegangan uji yang diberikan sebisa mungkin mendekati gelombang sinus dan dari setiap frekuensi yang sesuai tidak kurang dari 80% dari frekuensi standar (50 Hz). Kriteria keberhasilan pengujian appled potential test ini, yakni bila tidak terjadi breakdowntegangan selama pengujian berlangsung.
Prosedur applied potential test adalah sebagai berikut:
Applied potential test dilakukan pada suhu yang dicapai dalam kondisi dari routine test.
Applied potential test harus dilakukan dengan menggunakan tegangan bolak – balik satu fase sebisa mungkin mendekati gelombang sinus dan dari setiap frekuensi yang sesuai tidak kurang dari 80% dari frekuensi standar (50 Hz).
Nilai dari pengujian harus sesuai dengan spesifikasi dari transformator.
Pengujian penuh dilakukan pada kumparan yang diuji selama 60 detik dan semua terminal dari kumparan yang tersisa, core,
kerangka, dan tangki dari transformator, semuanya dihubungkan ke bumi. Nilai standar dari applied test terdapat pada tabel II, kolom 2 pada IEC Publication 60076-3.
Gambar skema rangkaian:
